多种堆载方式对弃渣场稳定性的探究

为了研究弃渣场边坡在不同堆载方式下的稳定情况,以某高原铁路弃渣场边坡作为研究对象,通过现场调研、Midas GTX NX数值模拟等方式,研究了弃渣场边坡在多种堆载方式下的应力、应变和安全系数变化情况,探明了弃渣场在堆载完成后只受重力的作用下的稳定性状况。结果表明:顺排压坡脚(现场布置平滑)方式具有最好的稳定性;覆盖式稳定性较差;堆载完的渣场在自身重力情况下即可处于稳定状态。

弃土边坡竹筋加固机理及坡体稳定性影响

攀西地区昔格达土由于工程性质差,容易引发公路临时弃堆体边坡失稳现象。竹筋加固方法具有就地取材方便、价格低廉等优点,在工程应用增多,但对其系统的研究较为匮乏。为此,本文以四川攀西地区某公路一临时弃土场为例,通过理论分析、加筋弃土三轴试验、有限元分析方法,探讨弃土边坡竹筋加固机理及竹筋加固间距对弃土边坡稳定性影响。结果表明:1)竹筋对土体整体性的提升作用明显,与未加筋土体相比,表现出“强”黏聚力的特性,且加筋土体的抗剪强度显著提高;2)筋带间距与弃土场边坡的安全系数呈反比例非线性变化关系,当间距超过1500 mm时,竹筋对边坡加固效应急剧减弱;3)昔格达土筋带间距宜取350 mm。本文研究结果可为此类弃土工程的临时支挡防护提供参鉴。

高速公路弃土场堆积边坡的生态防护试验

高速公路弃土场边坡的生态恢复与水土保持是公路建设环境保护的重要内容。在京珠高速公路粤境南段3号弃土场开展试验,探讨弃土场堆积边坡的生态防护技术及其应用效果。结果表明:弃土场采用香根草(Vetiveria zizaniodes)生态护坡技术,香根草在无养护措施的情况下能够快速生长形成密集草带,并具先锋植物的优势,1年后坡面植被覆盖率达100%,乡土植物种类增加到16种以上;而对照坡面植被自然恢复缓慢,仅生长少量本地杂草,植被覆盖率只有15%。香根草护坡效果显著,坡面土壤流失量比对照小区减少95·41%,边坡稳定,在一定程度上可代替浆砌片石骨架植草护坡措施。因此,高速公路弃土场边坡可大力推广应用香根草生态护坡技术。

黄土丘陵区堆积体边坡对上方来水的侵蚀响应

为探明上方来水类型对工程堆积体高陡边坡下部冲刷侵蚀的定量影响,以神府高速公路沿线典型工程堆积体陡坡坡面(36°)为例,设计4种上方来水类型,通过野外放水冲刷试验分析了不同上方来水类型下堆积体坡面的径流侵蚀输沙过程。结果表明:1上方来水类型对堆积体坡面下部的产流影响较小,却干扰了坡面侵蚀产沙过程,造成土壤流失量增加;2径流深、单宽径流侵蚀力和水流功率均可以较好地预测堆积体边坡下部输沙模数的变化;3单宽径流侵蚀功率可以作为表征坡面尺度次径流事件中径流侵蚀力变化的指标。研究结果可为工程堆积体土壤侵蚀强度评价、侵蚀模型建立及新增水土流失防治提供参考。

黄土沟壑区弃土场稳定性研究

随着基础设施建设的不断推进,弃土的不合理堆放成为工程建设面临的重要问题之一。堆积体随体积和高度的增加,其失稳的风险增大,易造成水土流失、生态环境破坏等灾害。以甘肃某高铁隧道黄土沟壑区弃土场为研究对象,采用室内试验、现场试验及数值模拟研究方法探究不同参数条件下弃土堆积体力学性质、压实度及堆填阶型设置方法。研究结果表明:弃土堆积体的黏聚力与内摩擦角随干密度呈正相关变化趋势,随含水率呈负相关变化趋势,但内摩擦角受含水率影响变化幅度不大;弃土堆积体分层压实过程中表层压实度增幅最大,中、底层随压实次数增多压实度有明显提升,平均压实度在前期压实过程中迅速提升但随次数增加其变化幅度明显降低,平均含水率在压实过程中呈先减后增变化趋势;在堆填整形过程中,应力大小与位移变形随台阶高度和台阶坡率的增大而增大、随平台宽度的增大而减小,边坡的稳定系数随台阶高度和台阶坡率的增大而减小、随平台宽度的增大而增大。经曲线综合分析,边坡稳定性对阶型参数设置所表现出应力大小、位移变形及稳定系数的变化差值敏感程度由高至低依次为台阶坡率、平台宽度、台阶高度。

重庆市典型工程堆积体边坡物理力学变化及稳定性特征

以重庆市城镇建设活动形成的典型工程堆积体为研究对象,对工程堆积体边坡物理力学特性和入渗特征进行了研究,同时确定了工程堆积体边坡的危险滑动面及安全系数。在工程堆积体边坡上、中、下设置采样点,采集土壤样品进行土壤物理力学性质分析,采用野外双环入渗法进行入渗过程研究,运用GEO-SLOPE软件分析工程堆积体边坡稳定性。结果表明:(1)工程堆积体粒度分布不均匀,且<2mm粒径的含量随着堆放时间的增加而增大;各工程堆积体分形维数在2.04~2.47之间变化,且表现为上坡位>中坡位>下坡位。(2)工程堆积体饱和含水量随坡位下降呈逐渐增加趋势;入渗率随时间变化呈快速减小、缓慢减小、稳定入渗3个阶段,2m、2a和4a堆积体稳定入渗率分别为4.53,3.17,7.02mm/min。(3)不同堆放时间的工程堆积体剪切力和剪切位移的关系呈硬化型曲线;粘聚力和内摩擦角分别在16.43~31.88kPa和2.23°~41.69°之间;不同堆放时间的工程堆积体安全系数均大于1.5,其稳定性大小依次为2a>2m>4a,最危险滑动面的安全系数分别为1.77,2.23,1.66。比较而言,堆放2a的工程堆积体稳定性最好,堆放2m的次之,堆放4a的工程堆积体稳定性最差。

弃土场侵蚀产沙模拟试验研究

鉴于目前很多学者对弃土场的研究,主要集中在室外天然降雨和人工模拟降雨监测上,而在室外由于受到工程建设时限和其他因素制约,并不能对各影响因素做定性研究的实际,利用室内模拟降雨对弃土场侵蚀产沙过程进行模拟试验研究,寻求侵蚀产沙规律及主要影响因素。试验结果为:弃土坡面侵蚀沟出现时间随降雨强度的增加而缩短;产沙量随降雨强度的增加而增加,但在雨强较小情况下,坡面产沙量最初随降雨的持续而逐渐增加,达到一个峰值后,便开始减少,并趋于稳定,而在大雨强条件下,坡面产沙量随降雨的持续呈波动增加状态,侵蚀量增加较快;在同一降雨强度条件下,坡面产沙量随坡度的增加而增加。

大藤峡水利枢纽左岸弃渣场边坡稳定性分析

大藤峡水利枢纽左岸弃渣场位于船闸和黔江副坝外侧,弃渣场作为工程中重要的配套部位,其边坡稳定对工程建设、运营将产生重大影响。该弃渣场地质条件岩性混杂、颗粒不均、压实不等。通过对大藤峡水利枢纽左岸弃渣场分析,经GeoStudio定量计算,对边坡进行稳定性分析,并预判边坡存在的风险。

STAB在弃渣场边坡稳定性分析中的应用

针对弃渣场边坡稳定性分析问题,以新疆某水电站工程弃渣场为例,根据不计条块间作用力的瑞典圆弧滑动法原理,结合弃渣场基础和渣料物理力学参数,采用STAB软件计算在正常运用工况、地震工况和连续降雨工况条件下渣场边坡抗滑稳定安全系数,判断分析边坡抗滑稳定性是否满足规范要求。结果表明:(1)该弃渣场边坡正常运用工况和非常运用工况Ⅰ(Ⅷ度地震)下边坡稳定安全系数均满足规范要求值。在非常运用工况Ⅱ条件下,现有局部边坡仍然可能出现失稳。建议边坡单一坡度不陡于i=1∶4.0。(2)STAB软件运用弃渣场边坡稳定性分析具有较好可操作性,可为类似工程提供借鉴参考。

排土场境界赋值的一种方法

本文介绍了一种排土场境界赋值方法和计算机实现技巧;并针对“重心法”计算容量误差大的弊病,提出了一种改进的计算方法。

弃土场边坡稳定性和可靠性的多工况对比分析

弃土场堆积体的物理力学性质是影响弃土场边坡稳定性的关键因素。由于弃土场边坡的特殊性,其坡体物理力学指标存在明显的变异性。基于可靠性理论,考虑关键指标的不确定性,将其作为随机变量,一定程度上可克服传统边坡稳定性分析中关键参数取值难以把握的缺陷。以贵州山区平罗高速公路某弃土场边坡为例,采用Spencer法、Morgenstern-Price(M-P)法和General Limit Equilibrium (GLE)法3种极限平衡方法分析了4种工况(天然、地震、极端暴雨、地震加极端暴雨)条件下该弃土场边坡的可靠性,分别得到各种方法在不同工况条件下的边坡失效概率和可靠度指标,并与常规的边坡稳定性评价结果进行了对比分析。结果表明:4种工况条件下该弃土场边坡常规稳定性分析与可靠性分析的评价结果基本一致,并且可靠性分析方法在边坡稳定状态的划分方面具有更高的分辨率,说明边坡可靠性评价结果比常规的边坡稳定性评价结果更为合理;当该弃土场边坡土层结构简单且破坏模式为圆弧滑动时,采用Spencer法、M-P法和GLE法3种极限平衡方法得到的弃土场边坡可靠性评价结果非常接近,这说明在实际工程分析中只需采用上述严格条分法中的一种方法,即可满足分析精度。

露天矿排土场边坡治理技术

通过对黑岱沟露天煤矿排土场边坡多项治理措施的试验研究,确定排土场边坡治理的有效措施为:排土场边坡构筑时修筑挡水埂,阻止平台径流汇入边坡,坡脚堆放大石块,拦截坡面下移泥沙;排土场边坡采用径流分散的方法减少排土场水蚀和水的大量损失;排土场边坡植被配置模式从现状实施效果分析主要有沙棘护坡模式、山杏-沙棘-柠条护坡模式和紫穗槐-柠条-紫花苜蓿护坡模式3种。

山区高速公路高填斜坡弃土场工后稳定性评估的实例分析

以攀西地区某高速公路一处填方高度达91.5 m的斜坡弃土场为研究对象,详细讨论了其工后稳定性评估的关键流程.对现场调研资料的分析表明,弃土场沿主轴线纵剖面的综合坡比为1∶2.1,工点处于基本稳定状态;但鉴于坡脚锚杆框架挡墙尚未能达到强力锁口的要求,综合原冲沟沟床横坡较陡(平均约15°)、改沟排水效果不甚理想、斜坡填方较高等不利因素,并协同工程类比及计算校核结果,建议坡脚附近范围采用"竖梁锚索群"作为增强整体稳定的主体加固措施.本解决方案可为相似工程的工后评估以及病害治理提供可类比的技术资料与参考.

大篾居不稳定斜坡和沟谷弃土场联合整治实录

大永高速公路大篾居不稳定斜坡、沟谷两侧边帮临时弃土均会影响穿跨王官河大桥桥基安全。如何就地实现斜坡加固、弃土整治和桥基安全三者的有机统一。利用沟谷实现弃土的分阶满谷填筑和反压坡脚,很好的控制了自然斜坡和弃土造成的临空面面积,实现了不稳定斜坡加固、弃土整治和王官河大桥桥基安全。利用初始地形和改变地形的不稳定斜坡稳定性计算,评价了不稳定斜坡的稳定状态演化规律,所得主要结论如下:有条件时应改边帮弃土为沟谷满填弃土;弃土的坡脚反压改善了不稳定斜坡稳定状态,桥基结构监测安全,原抗滑桩可不做。该路段山区有限空间的弃土经验可资西南山区高速公路弃土场联合整治借鉴。

锦屏一级水电站三滩料场肖厂沟渣场规划设计

三滩料场肖厂沟渣场在工程实施过程中已抛填部分石渣,结合渣场实际地形情况,根据渣场规划容量,对渣场进行了规划设计,设计内容包括堆渣、边坡防护(渣场)排水,并对渣场边坡进行了稳定性计算和分析。在规划设计时,充分考虑了渣场道路可能占用的部分渣场空间以及实际堆放弃渣的削坡处理及备用容量。其经验可供同类工程借鉴。

不同植被恢复年限弃渣场入渗性能研究

为科学预测弃渣场水土流失量及评价其植被恢复效应,采用双环入渗法研究了不同植被恢复年限的弃渣场平台及边坡处的入渗特征,结果表明:不同植被恢复年限的弃渣土体容重、有机质含量及毛管孔隙度均随植被恢复年限的增加而增大,植被恢复从1年变化到2年,其容重差异在0.07~0.14 g/cm^3之间;弃渣入渗过程大致存在入渗率迅速降低(9 min内)、缓慢降低(10~60 min)和趋于稳定(60 min后)三个阶段;平台处的稳定入渗率随植被恢复年限的增加呈先增加后减小趋势,而边坡处的稳定入渗率则随植被恢复年限的增加呈先减小后增加趋势;Horton模型对弃土弃渣入渗过程拟合的相关系数最大(平均0.923),是反映其入渗过程的适宜模型。

降雨入渗作用对弃土场边坡稳定性的影响

基于非饱和渗流理论,采用考虑基质吸力影响的Morgenstern-Price法来分析降雨入渗后弃土场边坡的稳定性,并结合典型弃土场实例,采用seep/w与geo-slope耦合计算降雨渗流6h、12h、18h以及降雨结束后6h弃土场边坡的稳定性。研究表明:由于降雨入渗作用,弃土场最危险滑动面有下移的趋势,在降雨流量强度为边界条件时弃土场边坡安全系数分别下降4.7%、10%。当定水头为边界条件时,弃土场稳定性安全系数降幅最快,为19%;另外降雨结束后,弃土场边坡稳定性仍有小幅下降,即最易失稳时刻表现出一定滞后性。同时认为弃土场边坡失稳除了渗流作用外,还有细颗粒流失后土体组构变化的原因。

山岭区弃渣场综合设计研究

弃渣场作为公路、铁路等建设项目的附属工程,设计阶段一般不被重视,随着环保、水保意识的增强,需要对弃渣场进行详细设计,以保证弃渣场稳定,避免水土流失。该文结合蒙华铁路胡家堡弃渣场,对山岭区弃渣场边坡、支挡、排水及绿化进行了综合设计,为同类工程提供一定参考。

山区输电线路塔基开挖弃土边坡稳定性分析

山区输电线路不可避免的要将杆塔建立于山体陡坡处,而基础开挖过程中形成的弃土一般就近堆积于塔腿附近。统计表明,超过七成的山区线路灾害问题由弃土垮塌引发。因此,研究弃土诱发边坡破坏机制,针对性提出相对应的治理对策具有现实意义。本文以吴宁-朱云220 k V线路工程中某塔位作为研究对象,运用Geo-studio有限元分析仿真模拟软件,对塔位开挖弃土进行堆积前后稳定性及位移场分析,研究铁塔基开挖弃土诱发滑坡的变形破坏机制,最终作出分析评价。

工程堆积体流速及产沙特征对坡长及砾石作用响应

随着经济社会的高速发展以及工程建设项目的快速递增,大量生产建设项目扰动地表并破坏原地貌植被,大范围且不平衡的挖填活动使得多余的土石混合堆积,尤其在山区工程建设形成的多余土石混合介质,堆积在沟道和河道上游及边坡,在强降雨条件下易发生严重水土流失,甚至造成滑坡、泥石流等灾害。以人为重塑工程堆积体为研究对象(坡度25°),通过模拟降雨试验,开展极端降雨条件下(降雨强度为2.5 mm/min)不同坡长(3,5,6.5,12 m)及砾石质量分数(0,10%,20%,30%)共同作用对堆积体流速空间分布特征及产沙特性影响的研究。结果表明:(1)坡长12 m时流速在降雨全过程始终处于波动状态,随砾石质量分数增大,波动幅度减小,而坡长3,5,6.5 m下的流速随产流历时呈先递增后趋于稳定的变化趋势。中下坡位平均流速是中上坡位的1.12~1.54倍,随着坡长增大,平均流速递增17.81%~335.94%,含砾石堆积体平均流速较纯土堆积体降低22.88%~54.67%,砾石质量分数比坡长对流速影响更显著。(2)纯土堆积体平均侵蚀速率随坡长显著增大,递增幅度达7.88%~87.67%,而含砾石堆积体随坡长增大在3~5 m呈下降趋势,降低9.10%~28.86%,但随后又显著增大,存在1个临界坡长。坡长为6.5,12 m的堆积体平均侵蚀速率较3 m增大22.33%~122.48%。砾石具有显著降低堆积体坡面侵蚀效果,其减沙效益达到24.99%~59.54%,且砾石对堆积体平均侵蚀速率影响的贡献是坡长的1.13倍。(3)堆积体坡面中上坡位流速对侵蚀速率影响大于中下坡位,平均侵蚀速率与流速之间呈极显著相关,流速可作为平均侵蚀速率的表征参数,其线性拟合关系较好(R^(2)=0.67~0.95)。研究成果进一步深化了土壤侵蚀学科内涵,可为生产建设项目工程堆积体侵蚀预测模型提供数据基础,同时也为阐明工程扰动坡面侵蚀内在机制提供理论依据。